Question

【题目】如图甲所示，空间中存在一大小为0.2T、方向与竖直面（纸面）垂直的匀强磁场区域，磁场的上、下边界（虚线）间的距离为0.2m且两边界均为水平面；纸面内磁场上方有一质量为0.01kg的正方形导线框abcd，导线框的总电阻为0.002Ω，其上、下两边均与磁场边界平行。线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至cd边到达磁场上边界为止，该过程中产生的感应电动势如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度大小为10m/s2，下列判断正确的是

A. 导线框的边长为0.1m

B. ab边刚进入磁场时，导线框的速度大小为0.25m/s

C. ab边刚离开磁场时，导线框的速度大小为1.5m/s

D. ab边刚离开磁场时，导线框的加速度大小为30m/s2

Answer 1

【答案】AC

【解析】

设导线框的边长为L，ab边刚进入磁场时，导线框的速度大小为v。由图线乙可知，线框进入磁场过程产生感应电动势不变，线框做匀速直线运动，则：L=vt=0.2v，线框进入磁场过程产生的感应电动势为：E=BLv=B×0.2v×v=0.2Bv2，由图示图象可知：E=0.01V，代入数据解得：v=0.5m/s，L=0.1m，A正确，B错误；线框完全进入磁场后只受重力作用，做匀加速直线运动，ab边刚离开磁场时线框的速度为：m/s，C正确；ab边刚离开磁场时，线框受到的安培力为：，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：a=10m/s2，D错误。